2022年方案说明书.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用设计说明书一、电动机的挑选p=4.5kW 1. 确定传动装置所需的功率 P2. P=FV = 100045001=4.5kW 1000确定传动装置的效率由表 91 查得：一对滚动轴承的效率 1 .0 99 球轴承,稀油润滑）闭式圆柱齿轮传动效率2 0.978级）刚性联轴器的效率3 0.99 输送机）一对滑动轴承的效率 4 0.97 故传动装置的总效率为3. =3224=0.9930.9720.9920.97=0.868 ,=0.868 123挑选电动机电动机所需的额定功率电动机所需最小名义功率P 0P04 5.5.18

2、4kW . 868电动机所需额定功率 pe =1.3P 0=1.35.184=6.74kW 由表 177 选用 Y132M-4电动机 , pe =7.5kW , ne=1440rmin堵转转矩最大转矩 = 2.2 , 额定转矩=2.3；额定转矩所选电动机的主要参数列于表8-1；表 8-1 电动机主要参数名师归纳总结 名称pe符号参数值第 1 页,共 42 页额定功率7.5kW 满载转速ne1440rmin- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 伸出端直径D 个人资料整理仅限学习使用380 .0 .018 002mm 伸出端安装长度E 80mm 安装基础地脚螺

3、栓距离 216mm 178mm 传动装置总传动比运算及传动比初步安排二、1. 2. 总传动比的运算滚筒的转速 nw =6010001=6010001=53.826rminD3 .14355总传动比 i = n e = 1440 =26.75 n w 53 . 826传动比初步安排因总传动比较大,拟采纳二级传动,即减速器内二级圆柱齿轮减速器传动；减速器的传动比安排主要考虑减速器齿轮采纳浸油润滑,两大齿轮直径三、相接近,即 1i 1 . 21.4 ）i 2 安排；初步安排各级传动的传动比如下：高速级齿轮传动的传动比 i1 =5.82 低速级齿轮传动的传动比 i 2=4.596 滚筒的实际转速 n

4、wi 1 n ei 2 5 . 82 14404 . 596 53 . 834 r min传送带线速度 v Dn w 355 53 . 8341 . 00015 m60 1000 60 1000s符合要求滚筒的线速度误差vv 0v100=11. 00015100v 01 =0.015 5初步运算传动装置运动参数和动力参数电动机轴输出参数1、pe7 5. kWne 1440r minT e 9550n pe e高速轴 I 参数95507 5.49 . 74N m 2、1440p 1p e37 .425 kWn 1n e 14409550 p 1n 1rmin7. 42549. 24N m 名师归

5、纳总结 T19550第 2 页,共 42 页1440- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用中间轴 II 参数3、p 2p 112.7425.0990 . 977 . 13 kWkW n 2 ni 1 e 1440.5 82 247 . 423 r minT 2 9550 Pn 2 2 9550247 .7 13. 423低速轴 III 参数275 . 212 N m 4、p 3p 2127 . 130 . 99.0 976 . 847 N m n 3 ni 2 2 2474 . 596 . 423T 3 9550n p3 3955

6、0滚筒轴参数53 . 834rmin.628N m 6 .847121453.8345、pw3p123=6.8470 . 99.0 970 . 996 . 509nwn 3 53 . 834 r min9550 p w9550 .6 5091154 . 753 Nn w 53 . 834初算各轴的转速、功率和转矩列于表m Tw8-2 表 8-2 各轴运动参数和动力参数四轴名称转速nrmin功率pkW转矩TN mm n 11440rmin电动机轴1440 7.5 49.74 高速轴1440 7.425 49.24 中间轴247.423 7.13 275.212 p 1低速轴53.834 6.84

7、7 1214.628 7 . 425 kW滚筒轴53.834 6.509 1154.753 齿轮传动设计T149.242Nm高速级齿轮的设计重新运算减速器高速轴的运动参数和动力参数小齿轮45 调为使设计更为精确,故必需重新运算这些参数；结果如下：制, 255HBS 、大齿轮45 调n 1p 1n e1440rmin制, 225HBS1、7 . 425 kW1）T1 9550 p 19550 7 . 425n 1 1440挑选齿轮材料及热处理49.242N m 第 3 页,共 42 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 由表 10-9 d10

8、0 mm个人资料整理仅限学习使用小齿轮选用 45 钢调制处理 ）, 299286HBS；大齿轮选用 45 钢调制处理 d301500mm）,197 255HBS； 2 ）确定齿轮材料许用接触应力Hlim2540 MPa4.037109N1109试验齿轮接触疲惫极限应力4 . 037由图 13-5 Hlin1620 MPa ;3）齿轮接触疲惫强度最小安全系数1440163658N28 10由表 13-35 SH.1 16 . 396齿轮接触疲惫强度寿命系数应力循环次数N160 ant601由图 13-6 N2N1 i 1ZN1.4 0379 10.5826 . 9368 10H1563 MPa1

9、；ZN21H2490 MPa工作硬化系数由于齿轮工作面为软齿面组合 由表 13-36 Ka.1 31z25齿宽系数0 4.=146 因是减速器齿轮材料弹性系数u=5.84 名师归纳总结 第 4 页,共 42 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 由表 13-37 ZE189 8.个人资料整理仅限学习使用MPa初选齿数和齿数比z 2uiz 15 .8225145.5,取 z2 =146 . 364dt 1= 47.09mm 1z25齿数比z 2z 1146 255 . 845.8211au1 0.4齿宽系数d22设计运算189 . 82mm =47.09m

10、m v5）试算小齿轮分度圆直径 d t取H H 2490 MPa3. 549msKA K v1dt2 . 323KT 1uu1ZE2dH1. 183K1.19dt2 . 321 . 3492425 . 821K.1 4024.13465 . 82490运算圆周速度vv60d 1tn147.0914403 .549mss、7 级精度查图d11000601000运算载荷系数 K48.925mm查表 6.2 得使用系数 KA 1；依据6.10 得动载荷系数 K v 1 . 18；查图 6.13 得 Kv3.549m1 .19；3m =2mm 就KKAKVKB11.181 . 191.402448.2

11、95 mm校正分度圆直 d1d1d1t3KKt47. 0931 .40241 .由式 6.14）, mm 齿高 h h=2.25m=2.252=4.5mm F2 KT 1Y FaY SaFFlim1= 7 校核齿根弯曲疲惫强度由式 6.12）,240MPaFlim2= 220MPadz 123 m确定各公式中各参数值大、小齿轮的弯曲疲惫强度极限FlimFlim1、Flin2KFN1=0.83 FN2=查图 6.9 取Flim1=240MPa2=220MPaK1 弯曲疲惫寿命系数KFN1、KFN22 .0, 得S F1.4=Y ST2.0F1查图 6.7 取KFN2=0.91 284 .571

12、MPaKFN1=0.83 F2= 许用弯曲应力F1、F214., 应力修正系数Y ST286 MPa取定弯曲疲惫安全系数SF名师归纳总结 F1=KFN1Y STFlim1SF=0.8322401.4284.571 MPaYFa1=2.62 F2=KFN2Y STFlim2SF=0.9122201.4286MPaY Fa2=2.14 第 6 页,共 42 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理仅限学习使用YSa 1=1.59 齿形系数Y Fa1、Y Fa2和应力修正系数Y Sa 1、Y Sa2Y Sa2=1.83 查表 6.4 得Y Fa1=2

13、.62 ,Y Fa2=2.14 Y Sa 1=1.59 ,Y Sa2=1.83 大齿轮的数值大,应按大齿轮校核齿根弯曲疲劳强度运算大小齿轮的Y Fa1Y Sa 1/F1与Y Fa2Y Sa2/F2, F1F1并加以比较取其中大值代人公式运算Y FaY Sa 12.62.1.590 .014684 . 363 MPaF1284571=84.363 MPaY FaY Sa 22.141.830.0137F1弯曲疲惫286F2强度足够校核运算F121. 4024492422.621 .591. 364252238）齿轮参数和几何尺寸列于表 8-3 表 8-3 高速级齿轮参数及几何尺寸名师归纳总结 参

14、数或几何尺寸符号小齿轮大齿轮第 7 页,共 42 页法面模数mn an * hn2 2 法面压力角2020法面齿顶高系数1 1 法面顶隙系数0.25 0.25 cn z齿数25 146 齿顶高ha hf2 2 齿根高2.5 2.5 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 分度圆直径d个人资料整理仅限学习使用50 292 9）齿顶圆直径da dfb54 296 n 21440rminp 2齿根圆直径41 283 齿宽75 70 传动中心距a171 1、齿轮结构设计小齿轮采纳齿轮轴,大齿轮采纳锻造的孔板式；1）低速级齿轮的设计7 . 13T 2276 . 149

15、重新运算减速器中间轴的运动参数和动力参数n 2n 1n 11440246 . 575rminNm2）z 2z 114625i2小齿轮 40cr调 制,p 27 . 13 kWT29550p295507.13276. 149Nm n2246. 575265HBS 大齿轮 40cr调 制,235HBS挑选齿轮材料及热处理由表 10-9 3）小齿轮选用 40cr 钢调制处理 d100 mm）,241286HBS；大齿轮选用 40cr 钢调制处理 d301500mm）,229 269HBS；确定齿轮材料许用接触应力试验齿轮接触疲惫极限应力 由图 13-5 齿轮接触疲惫强度最小安全系数Hlin3700

16、MPa;Hlim4650 MPaN38 106 . 396由表 13-35 SH1.1N48 10轮接触疲惫强度寿命系数1 . 3858应力循环次数N3N N26 . 39638 10由图 13-6 4N3 i 2ZN.63968 104 . 5961 . 38588 10第 8 页,共 42 页1；ZN41名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理仅限学习使用H3工作硬化系数1636 MPa由于齿轮工作面为软齿面组合 H44ZWZN265011590 MPaT 2276149HlimS H1 . 1按齿面接触强度设计齿轮传动Nmm作

17、用在中间轴上的扭矩T2276149Nmm载荷系数z 4uiz 3K.1 3,取 z4 =152 a0 . 4由表 13-36 齿宽系数4 .a0 4.ZE189 . 8MPa因是减速器3z33齿轮材料弹性系数ZE189 8.MPa由表 13-37 =152 初选齿数和齿数比59633151.6683z33u=4.606 齿数比z 4z 3152 334 . 606精确运算输送带线速度n wn eii 2zn ez 1z 4144053 . 533rmin符合要求146152vz 325330 .9946msDnw35553.533601000601000名师归纳总结 第 9 页,共 42 页-

18、 - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - vvvv 0100=0.99461100个人资料整理仅限学习使用=0.545 501齿宽系数dau10 4.4 . 5961.1 119222 5）设计运算试算小齿轮分度圆直径 d t590 MPa189 .82mm =79.62mm dt3= 79.62mm 取HH43ZE2dt2 . 32KT2uu1dHv3dt2 . 321 . 32761494 . 59611.027ms.1 11924 . 596590运算圆周速度vv60d2tn279. 62246. 5751.027msKA K v110006010001.

19、 05运算载荷系数 KK1.18K.1239 6.10查表 6.2 得使用系数KA v 11；依据v1. 027ms、7 级精度查图 6）. 05；查图 6.13 得Kd3得动载荷系数K1 .18；就KKAKVKB11.051 . 181. 23978.355mm校正分度圆直 d3d3d3t3KKt79.6231.23913.78. 355mmm =2.5mm 由式 齿宽 b h=5.625mm bdd31.112982.591. 814mm b3b 4510mm 齿高 h h=2.25m=2.252.5=5.625mm 校核齿根弯曲疲惫强度由式 6.12）,F2 KT 1Y FaY SaFF

20、lim3= dz 123 m确定各公式中各参数值大、小齿轮的弯曲疲惫强度极限Flim3、Flin4260MPaFlim4= 查图 6.9 取240MPaFlim3=260MPaFlim4=240MPa弯曲疲惫寿命系数KFN1、KFN2KFN3=0.92 FN4=K查图 6.7 取KFN4=0.95 5 1.4KFN3=0.92S F许用弯曲应力F3、F414., 应力修正系数Y ST2 .0, 得Y ST2.0=F3取定弯曲疲惫安全系数SF341 . 714 MPa名师归纳总结 第 11 页,共 42 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - F3=KFN3

21、Y STFlim3S F=0.922个人资料整理仅限学习使用F4= 26014.341.714MPaF4=KFN4Y STFlim4SF=0.9522401 4.325. 714MPa325 . 714 MPaYFa3=2.45 Y Fa4=2.14 齿形系数Y Fa3、Y Fa4和应力修正系数Y Sa3、Y Sa4Y Sa3=1.65 Y Sa4=1.83 查表 6.4 得Y Fa3=2.45 ,Y Fa4=2.14 Y Sa 3=1.65 ,Y Sa4=1.83 大齿轮的数值大,应按8）运算大小齿轮的Y Fa3Y Sa3/F3与Y Fa4Y Sa4/F4, F1大齿轮校核齿根弯曲疲并加以比

22、较取其中大值代人公式运算劳强度Y FaY Sa 32.45.1. 650.0118F3341714=36.136 MPaF4Y FaY Sa 42.14.1. 830.012325714F436 . 136 MPa校核运算F4F421 . 239276149.2141 . 83.111293322 5.3弯曲疲惫强度足够齿轮参数和几何尺寸列于表 8-4 表 8-4 低速级齿轮参数及几何尺寸9）参数或几何尺寸符号小齿轮大齿轮第 12 页,共 42 页法面模数mn an * hn2.5 2.5 法面压力角2020法面齿顶高系数1 1 名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - -

23、 - - - - - - 五、法面顶隙系数cn z个人资料整理仅限学习使用0.25 0.25 齿数33 152 1、齿顶高2.5 2.5 ha hf1）齿根高3.125 3.125 分度圆直径82.5 380 d 2）齿顶圆直径87.5 385 da dfb齿根圆直径76.25 373.75 齿宽105 95 3）传动中心距a231.25 齿轮结构设计小齿轮采纳锻造的实心式齿轮 由轴设计时确定；轴设计 高速轴设计 n 11440 rmin；p 17 . 425 kW；T149.242Nm轴的材料挑选并确定许用弯曲应力由表 10-10 选用 45 钢调制处理,硬度为217255HBS,许用弯曲应

24、力160MPa；45 钢调制按扭转强度概略运算轴的最小直径由表 12-1 A=103 126 7 ；处理160MPa由于高速轴受到的弯矩较大而受到的扭矩较小,故取A=115；dA3P11537 . 42519 . 86mm n1440由于最小轴段直径安装联轴器,且直径小于30mm ,故将轴径轴增大dmin10 .07d1 .0719.8621.2502mm故取标准直径dmin22mm设计轴的结构并绘制轴结构草图轴结构分析名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用由于齿轮 1 的尺寸较小,故高速轴

25、设计成齿轮轴；明显,轴承只能从轴的 两端分别装入和拆卸；定位轴肩 34 mm；轴颈需磨削,故应设计砂轮于越槽34mm1 mm ；预选滚动轴承并确定各轴段的直径 依据轴的受力情形,主要是承担径向载荷,拟选5）用深沟轴成6307,尺寸dDB35 mm80 mm21 mm,与44mm；滚动轴承相协作的轴颈为35mm,协作为 k6,定位轴肩damin为与左轴承端盖相关的轴段尺寸轴承端盖厚度为30 mm ,带轮端面与轴承端盖螺钉头的距离l430mm,该轴段直径为34mm；确定各轴段的长度并绘制高速轴结构草图图 8-2） 图中尺寸如下：l410 mm；a20 mm；C 122mm；b 10 mm；30mm

26、；B 125mm；K6 mm按 M8 ）按弯曲 -扭转组合强度校核 画高速轴的受力图 图 8-3a）所示为高速轴总受力图；图 8-3b）、 c）所示分别为水平平面和垂直平面受力图；运算作用在轴上的力 齿轮 1 圆周力F tl2 T 12492421969.68Nd150齿轮 1 径向力FrlFrltanan1969. 68tan20716.9N运算作用于轴上的支座反力 水平平面内名师归纳总结 MBF rlR AHl2l300第 14 页,共 42 页R AHlF r1l2716 9.3203 5.513 . 69 N2l3203 .5805.l2l30M A0F r1 lR BHR BHF r

27、1 l3716 9.80 5.80 5.203 2 Nl2l3203 5.校核H0RBHFrlRAH- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 203 2.716 9.无误513 7.0个人资料整理仅限学习使用F = 1969.68N 垂直面平面内41352.045NmmFrl=716.9N M B0RAVl2l3Ftll20RAVlFtll21969. 68203.51411.37N2l32035.80.5RAH= M A0Ftll3RBVl2l30RBVlFtll331969. 6880.55583.N513.69N 2l2035.80.5R BH=203.

28、2N 校核H0RAVR BVF t0 1411.4+558.3-1969.7=0 无误RAV= 绘制水平平面弯矩图如图 8-3d） 所示M AH0MCH左R BH2l203 2.203 .541351 NmmMCH右RAHl3513.6980.51411.37N 绘制垂直平面弯矩图如图 8-3e）所示80 5.113615 . 285 NmmR BV=558.3N MAVMBV0MCVR AVl31411 . 37绘制合成弯矩图如图 8-3f ） 所示M AH0名师归纳总结 MA0413512113615. 2852119094NNmmM CH左MC左M2CH左M2CV41351 NmmM CH右41352NmmMC右M2CH右M2CV413522113615.2852120906.7mm绘制扭矩图 如图 8-3g） 所示MAVMBV0第 15 页,共 42 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - T49242Nmm个人资料整理仅限学习使用M CV绘制当量弯矩图